슈베르트마나이트의 AsO4, SeO3, CrO4 흡착 및 열적 특성 (Sorption and Thermal Characteristics of AsO4, SeO3, CrO4 on Schwertmannite)

서지정보

· 발행기관 : 한국광물학회
· 수록지 정보 : 광물과 암석 / 23권 / 2호 / 117 ~ 124페이지
· 저자명 : 금교진, 정은하, 김영규

초록

합성된 슈베르트마나이트를 대상으로 AsO4, SeO3, CrO4 세 종류의 산화음이온에 대한 흡착실험 및흡착된 시료에 대하여 열분석을 실시하였다. 흡착 실험 결과 대체로 두 종류의 흡착 특성을 보이며 AsO4와 SeO3의 경우 약 1 mM의 농도까지 대부분의 용액 내 이온들이 100% 흡착된 것으로 나타났으나 그 이상의 농도에서는 흡착이 더 이상 뚜렷하게 증가되지 않는 것을 보여준다. 이는 기존의 AsO4의 흡착 연구결과에서처럼 AsO4가 슈베르트마나이트 구조 내의 SO4를 치환하기 때문으로 생각되며 SeO3 역시 SO4를1 : 1로 치환하기 때문으로 해석된다. 그러나 CrO4의 경우 전 농도 구간에서 다른 산화음이온에 비하여 흡착이 훨씬 적게 일어났다. 열분석은 0.1 mM과 1.25 mM 농도에서 흡착된 시료에 대하여 각각 실시되었다.
AsO4로 흡착된 시료의 경우 AsO4가 SO4를 치환하고 있기 때문에 순수한 슈베르트마나이트에서 특징적으로 나타나는 약 600℃에서의 질량 감소가 훨씬 적으며 약 1,000 ℃ 이상에서 AsO4의 분해에 의하여 추가적인 질량감소를 보인다. SeO3로 흡착된 시료의 경우 SO4에 비하여 약간 낮은 온도에서 질량감소가 일어나 좀 더 넓은 온도범위에서 질량감소를 보였다. 이 역시 SeO3의 분해가 SO4 보다 약간 낮은 온도에서 일어나기 때문으로 사료된다. 그러나 CrO4로 흡착된 시료는 SO4에 의한 질량감소가 역시 적게 나타나나CrO4가 다른 산화음이온과 같이 고온에서 분해되지 않아 추가적인 질량감소를 보이지 않으며 이를 통하여CrO4 역시 SO4를 치환하고 있는 것으로 판단된다. 흡착실험 결과와 종합하여 볼 때 CrO4 역시 SO4를 치환하며 흡착을 하나 다른 두 산화음이온에 비하여 SO4와의 친화도, 광물 구조 내의 불안정성 등의 원인에의하여 완전한 1 : 1 치환이 일어나지 않는 것으로 판단된다.

영어초록

The sorption of AsO4, SeO3, CrO4 on schwertmannite and thermal analysis of sorbed samples were carried out. The results of sorption experiments showed that sorption characteristics of those three oxyanions on schwertmannite can be divided into two groups. The extent of sorption of AsO4 and SeO3were 100% at up to 1 mM solution concentration, and they increased no more significantly. This can be interpreted as AsO4 and SeO3 substituting SO4 in schwertmannite strucure by the ratio of 1 : 1. The extent of the sorption of CrO4 was much lower than those of other two oxyanions. Thermal analysis was performed using two kinds of sorbed samples at 0.1 and 1.25 mM concentrations. The results of the thermal analysis showed that the samples sorbed by three different oxyanions have different thermal characteristics. The samples sorbed by AsO4 showed smaller weight loss around 600℃ than the original loss of pure schwertmannite, and it is attributed to the substitution of AsO4 for SO4, which was caused by the loss of SO4, than pure schwertmannite due to the substitution of SO4 by AsO4. It also showed additional weight loss around 1,000℃ due to the decomposition of AsO4 at that temperature. The weight loss of samples sorbed by SeO3 started at slightly lower temperature than that sorbed by SO4 and kept that loss at wider temperature range, probably indicating that the decomposition of SeO3 occurs at slightly lower temperature. However, for the samples sorbed by CrO4, the weight loss caused by the decomposition of SO4 was also smaller and there was no additional weight loss at higher temperature due to the thermal stability of CrO4, indicating that SO4 was also substituted by CrO4 in schwertmannite. Sorption experiment and thermal analysis indicate that CrO4 sorbs on schwertmannite by substiuting SO4, but the affinity to SO4or instability of CrO4 in scwertmannite structure probably prohibit perfect 1 : 1 substitution.

참고자료

· 없음